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基因拼接技术和DNA重组技术( 三 )

基因拼接技术和DNA重组技术
基因工程首先要用一定的限制酶切割质粒 ， 使质粒出现一个缺口 ， 露出黏性末端 。 然后用同一种限制酶切断目的基因 ， 使其产生相同的黏性末端（部分限制性内切酶可切割出平末端 ， 拥有相同效果） 。 将切下的目的基因的片段插入质粒的切口处 ， 首先碱基互补配对结合 ， 两个黏性末端吻合在一起 ， 碱基之间形成氢键 ， 再加入适量DNA连接酶 ， 催化两条DNA链之间形成磷酸二酯键 ， 从而将相邻的脱氧核糖核酸连接起来 ， 形成一个重组DNA分子 。 如人的胰岛素基因就是通过这种方法与大肠杆菌中的质粒DNA分子结合 ， 形成重组DNA分子（也叫重组质粒）的 。3.将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞是实施基因工程的第三步 。 目的基因的片段与运载体在生物体外连接形成重组DNA分子后 ， 下一步是将重组DNA分子引入受体细胞中进行扩增 。基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌 ， 枯草杆菌 ， 土壤农杆菌 ， 酵母菌和动植物细胞等 。用人工方法使体外重组的DNA分子转移到受体细胞 ， 主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径 。 例如 ， 如果运载体是质粒 ， 受体细胞是细菌 ， 一般是将细菌用氯化钙处理 ， 以增大细菌细胞壁的通透性 ， 使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞 。 目的基因导入受体细胞后 ， 就可以随着受体细胞的繁殖而复制 ， 由于细菌的繁殖速度非常快 ， 在很短的时间内就能够获得大量的目的基因 。4.目的基因的检测和表达目的基因导入受体细胞后 ， 是否可以稳定维持和表达其遗传特性 ， 只有通过检测与鉴定才能知道 。 这是基因工程的第四步工作 。以上步骤完成后 ， 在全部的受体细胞中 ， 真正能够摄入重组DNA分子的受体细胞是很少的 。 因此 ， 必须通过一定的手段对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测 。 检测的方法有很多种 ， 例如 ， 大肠杆菌的某种质粒具有青霉素抗性基因 ， 当这种质粒与外源DNA组合在一起形成重组质粒 ， 并被转入受体细胞后 ， 就可以根据受体细胞是否具有青霉素抗性来判断受体细胞是否获得了目的基因 。 重组DNA分子进入受体细胞后 ， 受体细胞必须表现出特定的性状 ， 才能说明目的基因完成了表达过程 。基因拼接技术和DNA重组技术
克隆羊我们先从生物工程谈起：生物工程又称生物技术 ， 是一门应用现代生命科学原理和信息及化工等技术 ， 利用活细胞或其产生的酶来对廉价原材料进行不同程度的加工 ， 提供大量有用产品的综合性工程技术 。生物工程的基础是现代生命科学、技术科学和信息科学 。 生物工程的主要产品是为社会提供大量优质发酵产品 ， 例如生化药物、化工原料、能源、生物防治剂以及食品和饮料 ， 还可以为人类提供治理环境、提取金属、临床诊断、基因治疗和改良农作物品种等社会服务 。生物工程主要有基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程等5个部分 。 其中基因工程就是人们对生物基因进行改造 ， 利用生物生产人们想要的特殊产品 。美国的吉尔伯特是碱基排列分析法的创始人 ， 他率先支持人类基因组工程 如果将一种生物的DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去 ， 将DNA重新组织一下 ， 不就可以按照人类的愿望 ， 设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型吗？这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同 ， 它很像技术科学的工程设计 ， 即按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“施工” ， “组装”成新的基因组合 ， 创造出新的生物 。 这种完全按照人的意愿 ， 由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术 ， 就被称为“基因工程” ， 或者称之为“遗传工程” 。人类基因组研究是一项生命科学的基础性研究 。 有科学家把基因组图谱看成是基因拼接技术和DNA重组技术
转基因链指路图 ， 或化学中的元素周期表；也有科学家把基因组图谱比作字典 ， 但不论是从哪个角度去阐释 ， 破解人类自身基因密码 ， 以促进人类健康、预防疾病、延长寿命 ， 其应用前景都是极其美好的 。 人类10万个基因的信息以及相应的染色体位置被破译后 ， 破译人类和动植物的基因密码 ， 为攻克疾病和提高农作物产量开拓了广阔的前景 。 将成为医学和生物制药产业知识和技术创新的源泉 。 美国的贝克维兹正在观察器皿中的菌落 ， 他曾对人类基因组工程提出警告 。科学研究证明 ， 一些困扰人类健康的主要疾病 ， 例如心脑血管疾病、糖尿病、肝病、癌症等都与基因有关 。 依据已经破译的基因序列和功能 ， 找出这些基因并针对相应的病变区位进行药物筛选 ， 甚至基于已有的基因知识来设计新药 ， 就能“有的放矢”地修补或替换这些病变的基因 ， 从而根治顽症 。 基因药物将成为21世纪医药中的耀眼明星 。 基因研究不仅能够为筛选和研制新药提供基础数据 ， 也为利用基因进行检测、预防和治疗疾病提供了可能 。 比如 ， 有同样生活习惯和生活环境的人 ， 由于具有不同基因序列 ， 对同一种病的易感性就大不一样 。 明显的例子有 ， 同为吸烟人群 ， 有人就易患肺癌 ， 有人则不然 。 医生会根据各人不同的基因序列给予因人而异的指导 ， 使其养成科学合理的生活习惯 ， 最大可能地预防疾病 。信息技术的发展改变了人类的生活方式 ， 而基因工程的突破将帮助人类延年益寿 。 一些国家人口的平均寿命已突破80岁 ， 中国也突破了70岁 。 有科学家预言 ， 随着癌症、心脑血管疾病等顽症的有效攻克 ， 在2020至2030年间 ， 可能出现人口平均寿命突破100岁的国家 。 到2050年 ， 人类的平均寿命将达到90至95岁 。人类将挑战生命科学的极限 。 1953年2月的一天 ， 英国科学家弗朗西斯·克里克宣布：我们已经发现了生命的秘密 。 他发现DNA是一种存在于细胞核中的双螺旋分子 ， 决定了生物的遗传 。 有趣的是 ， 这位科学家是在剑桥的一家酒吧宣布了这一重大科学发现的 。 破译人类和动植物的基因密码 ， 为攻克疾病和提高农作物产


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